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特斯拉線圈的工作原理

2020-03-29
來源:電源網(wǎng)

    特斯拉大家都知道,那么知道什么是特斯拉線圈嗎?特斯拉線圈又叫泰斯拉線圈,因?yàn)檫@是從"Tesla"這個(gè)英文名直接音譯過來的。這是一種分布參數(shù)高頻串聯(lián)諧振變壓器,可以獲得上百萬伏的高頻電壓。

    傳統(tǒng)特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后給初級(jí) LC 回路諧振電容充電,充到放電閾值的,火花間隙放電導(dǎo)通,初級(jí) LC 回路發(fā)生串聯(lián)諧振,給次級(jí)線圈提供足夠高的勵(lì)磁功率,其次是和次級(jí) LC 回路的頻率相等,讓次級(jí)線圈的電感與分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振,這時(shí)放電終端電壓最高,于是就看到閃電了。通俗一點(diǎn)說,它是一個(gè)人工閃電制造器。 在世界各地都有特斯拉線圈的愛好者,他們做出了各種各樣的設(shè)備,制造出了眩目的人工閃電,十分美麗。

    

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    特斯拉線圈工作原理

    特斯拉線圈原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后經(jīng)由兩極線圈,從放電終端放電的設(shè)備 . 特斯拉線圈由兩個(gè)回路通過線圈耦合 . 首先電源對(duì)電容 C1 充電,當(dāng)電容的電壓高到一定程度超過了打火間隙的閾值,打火間隙擊穿空氣打火,變壓器初級(jí)線圈的通路形成,能量在電容 C1 和初級(jí)線圈 L1 之間振蕩,并通過耦合傳遞到次級(jí)線圈 . 次級(jí)線圈也是一個(gè)電感,放頂罩 C2 和大地之間可以等效為一個(gè)電容,因此也會(huì)發(fā)生 LC 振蕩 . 當(dāng)兩級(jí)振蕩頻率一樣發(fā)生諧振的時(shí)候,初級(jí)回路的能量會(huì)涌到次級(jí),放電端的電壓峰值會(huì)不斷增加,直到放電。

    特斯拉線圈制作

    首先是所需材料。

    【漆包線】直徑 0.2-0.3 都可以,半斤左右,視次級(jí)線圈大小而定,電子市場(chǎng)可以買到價(jià)格 20-30 元;

    【PVC 管】一根 50-75mm,長度 30-50cm,一根直徑 100mm,長 10-20cm,總價(jià) 10 元鋁質(zhì)排風(fēng)管,作為放電頂端,長度一米,直徑 80mm 左右,價(jià)格 15 元左右以上兩種材料在五金店或者建材市場(chǎng)能夠買到

    【電磁爐電容】1200V 0.3UF,需要 10-30 個(gè),約 1.5 元一個(gè)

    【高壓電源】可以用 NE555、TL494 等芯片驅(qū)動(dòng)電視機(jī)高壓包,產(chǎn)生 20000V 以上的高壓,但是更好的方法是使用一臺(tái) ZVS 驅(qū)動(dòng)器,這種驅(qū)動(dòng)器功率大、發(fā)熱少、工作穩(wěn)定可靠。

    然后是制作過程。

    1、繞制次級(jí)線圈,用漆包線在直徑 50-75mmPVC 管上繞 1000-1500 圈;

    2、制作放電頂端,如下圖用鋁質(zhì)排風(fēng)管制作,為了方便固定,可將兩只不銹鋼碗一上一下將鋁管夾緊,中間打孔用螺絲固定。也可以用鋁盆、不銹鋼空心球、不銹鋼碗、盤子、易拉罐以及其他具有較大表面積的金屬物體作為放電頂端,需要注意的是,放電頂端要與次級(jí)線圈上端的漆包線連接在一起;

    3、將放電頂端和次級(jí)線圈上頭的漆包線用導(dǎo)線連接;

    4、制作初級(jí)線圈,將粗電線繞在 10cm 直徑的 pVC 管子上,為了方便調(diào)試,也可以將單 芯銅線扒皮后如下圖所示固定在管子上,注意要每一匝質(zhì)檢都要留有空隙

    5、制作初級(jí)電容陣,每 10 個(gè)電容串聯(lián)為一組,根據(jù)需要多組并聯(lián),安全起見每個(gè)電容都要并聯(lián)一個(gè) 1m 的電阻;

    6、制作打火器,將兩個(gè)金屬物體固定在絕緣體上,間距 3-5mm,為了散熱,可以多用幾組串聯(lián)。

    【調(diào)節(jié)諧振】

    制作特斯拉線圈的關(guān)鍵就是要諧振,即初級(jí) LC 頻率要和次級(jí) LC 頻率相等。經(jīng)過計(jì)算你會(huì)發(fā)現(xiàn) L1C1≠L2C2,這是你需要調(diào)節(jié)初級(jí)線圈的匝數(shù),使之得到需要的電感值。初級(jí)線圈的匝數(shù)不宜過少,當(dāng)調(diào)節(jié)匝數(shù)不能滿足諧振條件時(shí),可以通過增減電容組粗調(diào),再調(diào)節(jié)初級(jí)線圈,確定了大概的匝數(shù)后,把電路連接好,通電觀察放電效果,然后斷電,微調(diào)調(diào)節(jié)初級(jí)的匝數(shù)(比如 5.7、8.2 圈)直到電弧最長。

    【注意事項(xiàng)】

    特斯拉線圈屬于高壓設(shè)備,嚴(yán)禁在通電時(shí)觸摸電路的任何部分!經(jīng)過這些步驟,一個(gè)簡(jiǎn)易的特斯拉線圈就制作完畢了。接通電源,親手制作的閃電就出現(xiàn)在眼前。以上就是特斯拉線圈的工作原理希望能給大家都帶來啟發(fā)。

    

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